package com.wxg.ch11;

public class UnionFind5 implements UF{

    private int[] parent;

    /**
     * rank[i] 表示以 i 为根的集合所表示的树的层数
     */
    private int[] rank;

    public UnionFind5(int size) {
        parent = new int[size];
        rank = new int[size];

        for (int i = 0; i < size; i++) {
            parent[i] = i;
            rank[i] = 1;
        }
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return parent.length;
    }

    /**
     * 查找过程，查找元素 p 所对应的集合编号
     * O(h) 复杂度，h 为树的高度
     *
     * @param p
     * @return
     */
    private int find(int p) {
        if (p < 0 || p >= parent.length) {
            throw new IllegalArgumentException("p is out of bound!");
        }
        while (p != parent[p]) {
            parent[p] = parent[parent[p]];
            p = parent[p];
        }
        return p;
    }

    @Override
    public boolean isConnected(int p, int q) {
        return find(p) == find(q);
    }

    /**
     * 合并元素 p 和元素 q 所属的集合
     * O(h)复杂度，h 为树的高度
     *
     * @param p
     * @param q
     */
    @Override
    public void unionElements(int p, int q) {

        int pRoot = find(p);
        int qRoot = find(q);

        if (pRoot == qRoot) {
            return;
        }

        // 根据两个元素所在树的`rank`不同判断合并方向
        // 将`rank`低的集合合并到`rank`高的集合上
        if (rank[pRoot] < rank[qRoot]) {
            parent[pRoot] = qRoot;
        } else if (rank[qRoot] < rank[pRoot]){
            parent[qRoot] = pRoot;
        }else { // rank[pRoot] == rank[qRoot]
            parent[qRoot] = pRoot;
            rank[pRoot] += 1;
        }
    }
}
